Inleiding
Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.Thermische geleidbaarheid kan met verschillende methoden worden bepaald. Een gevestigde en erkende methode is LFA (Laser Flash Analysis). Hiermee wordt in eerste instantie de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie, α, bepaald; samen met de gegevens voor DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid, ρ, en Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.specifieke warmtecapaciteit, Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.cp, is het dan mogelijk om de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid, λ, te berekenen met formule 1.
Er zijn dus in totaal drie metingen van verschillende eigenschappen nodig om de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid met LFA te bepalen. Met de TCT 716 Lambda, die werkt volgens de GHFM-methode (Guarded Heat Flow Meter), kan de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid echter direct worden gemeten. Dit vermindert de meetinspanning en maakt het voor de gebruiker eenvoudig om de vereiste meetwaarde te genereren.
PEEK (polyether ether keton)
PEEK (polyether ether ketone) is een hoogsmeltende polymeer en een hoogwaardige thermoplast. Vanwege zijn uitstekende bestendigheid wordt PEEK vaak gebruikt op plaatsen waar het bestand moet zijn tegen hoge belastingen onder ongunstige thermische en/of chemische omstandigheden. Voorbeelden van toepassingen zijn te vinden in de lucht- en ruimtevaart, de medische technologie en de chemische industrie.
Meetomstandigheden
De volgende metingen zijn uitgevoerd op PEEK. Alle monsters zijn bereid uit een grotere staaf.
- Bepaling van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid met behulp van de TCT 716 Lambda op twee proefstukken met een diameter van 51 mm en een dikte van 3 mm.
- Bepaling van de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie door middel van de LFA 467 HyperFlash® op twee monsters met een diameter van 12,7 mm en een dikte van 2 mm.
- Bepaling van de DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid bij kamertemperatuur m.b.v. de drijfvermogenmethode op LFA monsters.
- Bepalen van de soortelijke warmtecapaciteit m.b.v. de DSC 204 F1 Phoenix® op twee monsters met een diameter van 4 mm en een dikte van 1 mm.
Meetresultaten
Figuur 1 toont de resultaten voor de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van PEEK gemeten met TCT als functie van de temperatuur. De blauwe en groene stippen of diamanten tonen de resultaten voor twee PEEK-monsters op twee verschillende TCT-instrumenten van 25 °C tot maximaal 250 °C. De Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid neemt toe met toenemende temperatuur. De TCT-metingen laten een goede reproduceerbaarheid zien van max. ± 2%. De TCT-instrumenten werden voor de metingen gekalibreerd met gesmolten siliciumdioxide.
Figuur 2 geeft een samenvatting van de resultaten van de TCT- en LFA-metingen. De oranje en gele kruisjes geven de resultaten weer die verkregen zijn met LFA. Hiervoor werd de Specifieke warmtecapaciteit (cp)Warmtecapaciteit is een materiaalspecifieke fysische grootheid, bepaald door de hoeveelheid warmte die aan een proefstuk wordt toegevoerd, gedeeld door de resulterende temperatuurstijging. De specifieke warmtecapaciteit is gerelateerd aan een massa-eenheid van het proefstuk.specifieke warmtecapaciteit bepaald via DSC en de DichtheidDe massadichtheid wordt gedefinieerd als de verhouding tussen massa en volume. dichtheid bij kamertemperatuur. De rode stippen met foutbalken geven de gemiddelde waarde van alle metingen weer. De resultaten voor alle tests liggen binnen ± 5%.
Samenvatting
Met de TCT 716 Lambda is de bepaling van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid eenvoudig en kan de gemeten waarde direct bepaald worden. Een vergelijking met andere gevestigde methoden zoals LFA laat zowel een goede overeenkomst als reproduceerbaarheid van de meetresultaten zien.